Công nghệ cất tách nhiều vách ngăn (Multiple Dividing-Wall Column – mDWC) – Giải pháp đột phá tiết kiệm năng lượng cho sản xuất amoniac và hóa chất

Công nghệ cất tách nhiều vách ngăn (Multiple Dividing-Wall Column – mDWC) – Giải pháp đột phá tiết kiệm năng lượng cho sản xuất amoniac và hóa chất

Ngày 27 tháng 7 năm 2026

Annie Nguyễn

Trong bối cảnh ngành công nghiệp hóa chất đang đẩy mạnh quá trình khử carbon, các giải pháp công nghệ tiết kiệm năng lượng đang ngày càng được quan tâm. Một trong những đột phá đáng chú ý là cột cất tách nhiều vách ngăn (Multiple Dividing-Wall Column – mDWC) do Nhóm Kỹ thuật Quá trình Nhiệt thuộc Đại học Ulm (Đức) phát triển. Công nghệ này vừa được vinh danh trong sáng kiến “99 Dự án cho Tương lai Hậu Hóa thạch” của Hội nghị Hiệu trưởng Bang Baden-Württemberg.

I. Công nghệ cất tách nhiều vách ngăn là gì?

Cất tách (distillation) là quá trình tách hỗn hợp chất lỏng dựa trên sự khác biệt về nhiệt độ sôi, được sử dụng phổ biến nhất nhưng cũng là quá trình tiêu tốn nhiều năng lượng nhất trong ngành hóa chất.

Cột vách ngăn (Dividing-Wall Column – DWC) là công nghệ đã được chứng minh, cho phép tách hỗn hợp ba cấu tử thành các sản phẩm tinh khiết trong một thân cột duy nhất, tiết kiệm khoảng 30% chi phí đầu tư và vận hành so với cấu hình hai cột truyền thống.

Cột cất tách nhiều vách ngăn (mDWC) là sự phát triển vượt bậc của DWC, sử dụng nhiều vách ngăn bên trong một thân cột để tách hỗn hợp bốn hoặc nhiều cấu tử thành các sản phẩm tinh khiết. Về lý thuyết, công nghệ này có thể đạt được bất kỳ số lượng phân đoạn tinh khiết nào chỉ với một thiết bị ngưng tụ và một thiết bị gia nhiệt đáy duy nhất. Theo nghiên cứu công bố trên tạp chí Chemical Engineering Research and Design, mDWC có thể tiết kiệm tới 55% chi phí năng lượng và đầu tư so với các chuỗi cất tách thông thường.

II. Đột phá của Đại học Ulm

Từ năm 2018, nhóm nghiên cứu tại Đại học Ulm đã tiên phong trong lĩnh vực mDWC. Đến năm 2023, họ đã thiết kế, xây dựng và vận hành thành công cột mDWC quy mô thí điểm đầu tiên trên thế giới. Công trình được công bố trên tạp chí Chemical Engineering Research and Design. Cột thí điểm được thực hiện dưới dạng cột bốn sản phẩm ghép nhiệt với hai vách ngăn.

Nhóm nghiên cứu đã phát triển một quy trình khởi động đáng tin cậy chỉ trong vài giờ, chứng minh rằng nguyên lý của mDWC có thể được áp dụng trong thực tế. Các nghiên cứu tiếp theo đã xác nhận khả năng đạt độ tinh khiết sản phẩm vượt 95% trọng lượng.

III. Ứng dụng tiềm năng trong sản xuất amoniac

Công nghệ mDWC có nhiều ứng dụng tiềm năng trong sản xuất amoniac:

• Tách amoniac tinh khiết: DWC đã được sử dụng để tách amoniac thô thành phân đoạn tinh khiết có điểm sôi trung bình. mDWC hứa hẹn nâng cao hiệu quả quá trình này.

• Xử lý khí tổng hợp amoniac: mDWC có thể tối ưu hóa việc tách các thành phần trong khí tổng hợp (hydro, nitơ, metan, argon) với mức tiêu thụ năng lượng thấp hơn nhiều.

• Sản xuất urê: Có thể ứng dụng để tách urê, nước và các tạp chất trong dây chuyền sản xuất phân bón.

• Tách hỗn hợp đa cấu tử: mDWC đặc biệt hiệu quả cho các hỗn hợp phức tạp trong sản xuất hóa chất.

IV. Triển vọng và lợi ích chiến lược

Trong bối cảnh giá năng lượng tăng cao và áp lực giảm phát thải ngày càng lớn, mDWC mang lại những lợi ích chiến lược quan trọng:

• Tiết kiệm năng lượng lên đến 55% so với công nghệ truyền thống

• Giảm chi phí đầu tư nhờ tích hợp nhiều công đoạn vào một thiết bị

• Giảm diện tích lắp đặt và chi phí xây dựng nhà xưởng

• Giảm phát thải CO₂ trong quá trình vận hành

• Tăng hiệu quả sản xuất cho các nhà máy hóa chất hiện có thông qua cải tạo (revamp)

Việc Đại học Ulm và các đối tác công nghiệp thương mại hóa công nghệ này có thể mở ra một kỷ nguyên mới cho sản xuất hóa chất và năng lượng sạch. Trong bối cảnh ngành công nghiệp toàn cầu đang chuyển dịch sang các giải pháp xanh, những cải tiến như mDWC sẽ đóng vai trò then chốt trong việc giảm chi phí sản xuất và phát thải, góp phần hiện thực hóa mục tiêu phát thải ròng bằng 0.